[实用新型]一种电容钳位型半桥三电平DC-DC变换器

说明书

本实用新型公开了一种电容钳位型半桥三电平DC‑DC变换器，包括电压源V_in、分压电容C_in1、分压电容C_in2、初级侧逆变单元和变压器T。输入的高压直流电经过控制开关管的开通与关断，在变压器原边得到交流方波，再经过变压器T，然后接入变压器次级侧整流桥，然后经过滤波电路输出直流电压。克服了现有三电平电路存在的电流不平衡问题，减少了电路中开关器件的关断电流，降低了开关管的电流应力，实现了开关管的零电压零电流开通与关断，减少了整体电路的损耗，增强了电路的可靠性。

技术领域

本实用新型属于高压直流变换器技术领域，具体涉及一种电容钳位型半桥三电平DC-DC 变换器。

背景技术

由于高性能高输入的功率直流变换器在市场应用中具有极大的潜力，因此三电平的 DC-DC变换器成为广泛研究的对象。相对于传统的两电平DC-DC变换器，三电平DC-DC变换器具有输出容量大、输出电压高、电流谐波含量小等优点。

但是传统的三电平DC-DC变换器，存在的电流不平衡问题以及输入电容的中点电位不平衡，因为在上下两个开关管的充放电时间不相等的情况下，将会出现上下两个输入电容的充放电时间不相等，则中点电位不平衡这一固有缺点将会显现出来。尤其是在占空比减小时，输入电容和开关管的电流会出现极度不平衡状态，这样的情况会导致整个电路的可靠性降低，并增加开关管的应力。

发明内容

本实用新型提供了一种电容钳位型半桥三电平DC-DC变换器，克服了现有三电平电路存在的电流不平衡问题，减少了电路中开关器件的关断电流，降低了开关管的电流应力，实现了开关管的零电压零电流开通与关断，减少了整体电路的损耗，增强了电路的可靠性。

为达到上述目的，本实用新型所述一种电容钳位型半桥三电平DC-DC变换器，包括电压源V_in、分压电容C_in1、分压电容C_in2、初级侧逆变单元和变压器T；所述初级侧逆变单元为半桥逆变电路，包括开关管Q₁、开关管Q_2p、开关管Q_2R、开关管Q₃、开关管Q_4p以及开关管 Q_4R，其中开关管Q₁、开关管Q_2p和开关管Q_2R组成上桥臂，开关管Q₃、开关管Q_4p和开关管Q_4R组成下桥臂；所述电压源V_in的正极和分压电容C_in1的第一端以及开关管Q1的漏极连接，分压电容C_in1的第二端和分压电容C_in2的第一端以及变压器T原边绕组的异名端连接；分压电容C_in2的第二端和电压源V_in的负极以及开关管Q_4R的漏极连接；开关管Q₁的源极与开关管 Q_2p的漏极连接，开关管Q_2p的源极和开关管Q_2R的源极连接，开关管Q_2R的漏极和变压器T 的原边绕组同名端以及开关管Q₃的漏极连接，开关管Q₃的源极和开关管Q_4P的漏极连接，开关管Q_4P的源极和开关管Q_4R的源极连接；

所述变压器T的副边连接有整流电路和滤波电路。

进一步的，开关管Q₁的源极与飞跨电容C_S的第一端连接，所述开关管Q₃的源极和飞跨电容C_S的第二端连接。

进一步的，开关管Q₁和开关管Q_4P上寄生有结电容。

进一步的，滤波电路为LC滤波电路。